KR101504123B1 - 궤도 변위측정 센서모듈 및 이를 이용한 궤도 변위 측정시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 궤도의 복부에 일정 간격으로 장착되어 궤도의 변위를 측정하며, 하우징에 수납되는 궤도 변위측정 센서 모듈을 구비한 궤도 변위 측정 시스템으로서, 궤도 변위 측정 구간에 기준점이 되도록 궤도의 복부에 장착되는 기준점 변위측정 센서모듈, 기준점 변위측정 센서모듈이 설치된 이후부터 일정 간격으로 장착되어 기준점 변위측정 센서모듈에 대한 상대변위를 측정하는 실변위 측정 센서모듈을 구비하는 궤도 변위측정 센서모듈 및 기준점 변위측정 센서모듈과 실 변위측정 센서모듈의 상대변위를 기 설정된 기준값과 비교하여 분석하는 분석단말기를 포함하며, 궤도 변위측정 센서모듈은 궤도의 하부 플랜지에 장착되어 변위측정 센서모듈을 고정시키는 거치부, 하우징의 일영역을 관통하며, 이웃하는 궤도 변위측정 센서모듈을 향해 연장되는 변위측정 바, 변위측정 바의 이동에 따라 궤도의 수직방향 변위 및 횡방향 변위를 각각 측정하는 수직변위 측정부 및 횡변위 측정부가 배치된 몸체부를 포함하고, 수직변위 측정부는 궤도의 복부에서 몸체부를 향하는 방향으로 돌출되는 수직변위 회전축에 거치되어 회동하는 수직변위 디스크를 구비한다.
본 발명에 의하면 철도 궤도에서 발생하는 횡방향 변위 및 수직방향 변위를 측정할 수 있으며, 궤도에서 발생하는 횡방향 변위 및 수직방향 변위를 실시간으로 측정하여 철도 궤도의 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

Description

궤도 변위측정 센서모듈 및 이를 이용한 궤도 변위 측정시스템 {Measuring displacement sensor module of rail and using the same}

본 발명은 궤도 변위측정 센서모듈 및 이를 이용한 시스템에 관한 것으로, 철도 궤도에서 발생하는 횡방항 변위 및 수직방향을 변위를 측정할 수 있는 변위측정 센서모듈 및 이를 이용한 궤도 변위측정 시스템에 관한 것이다.

일반적인 철도 선로는 거동변형이 없는 지반 위에 흙을 성토하여 성토 지반을 만들고 성토 지반 위에 다수의 침목을 일정 간격으로 배치한 후, 그 위에 한 쌍의 레일을 1480mm 간격(표준궤간)으로 배열한다.

철도는 일반적으로 중량이 무거우며, 화물을 이동시킬 때는 중량이 더욱 증가되므로 철도 궤도는 거동 변형이 없는 지반에 배열하는 것이 이상적이다. 그러나 경우에 따라서는 연약 지반, 산의 하부에 위치한 절개지, 교량위 등에 설치될 수도 있다. 또한 철도 선로 주변에서는 하천 정비 또는 터널공사, 지하 보차도 공사 및 건물 신축 등의 토목공사가 발생될 수 있다.

또한, 여름철에 장마 또는 폭우로 인하여 산사태 또는 홍수가 발생하면서 절개지나 산의 계곡에 직면해 있는 철도 선로의 성토 지반은 지반 침하가 급격하게 발생할 수 있으며, 이 외에도, 철로가 가설될 때, 설계 미숙 또는 시공 오차 등에 의해 지반침하가 발생할 수 있다.

따라서 철로 지반 침하와 변형이 우려되는 연약 지반, 절개지, 계곡과 직면한 부분, 또는 구조물의 변형이 이루어질 수 있는 터널, 교량 위를 지나는 철도 레일은 그의 변위량을 측정하여 지반 침하와 시설물 변형으로 인하여 발생할 수 있는 여러원인을 측정, 분석하여 대형 철도 사고를 미연에 방지하고, 열차의 안전 운행을 위하여 철도 레일의 안전 상태를 상시 계측하는 것이 필요하다.

이러한 문제에 대해, 한국 실용신안등록 제20-0359014호는 연약지반 및 철도 레일 받침목 침하변형 계측장치를 개시한 바 있다. 실용신안등록 제20-0359014호의 침하변형 계측장치는 계측관을 이용하여 철도 레일의 수직 방향에 대한 처짐을 수동으로 계측하고 있는데, 수동 계측에 의한 측정오차가 발생하고, 궤도의 횡방향 변위를 측정할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 수동으로 각 지점의 수직 방향 처짐을 계측하는 관계로, 다수의 지점을 상시적으로 측정하는 데 많은 제한 사항이 있었다.

본 발명의 일측면은 철도 궤도에서 발생하는 횡방향 변위 및 수직방향 변위를 측정할 수 있는 변위측정 센서모듈을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 측면은 상시적으로 다수의 계측점을 자동으로 측정 가능한 변위측정 센서모듈을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 측면은 철도 궤도에서 발생하는 횡방향 변위 및 수직방향 변위를 실시간으로 측정하여 철도 궤도의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 변위측정 센서모듈을 이용한 시스템을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈은 궤도의 복부에 일정 간격으로 장착되어 궤도의 변위를 측정하며, 하우징에 수납되며, 궤도의 하부 플랜지에 장착되어 궤도 변위측정 센서모듈을 고정시키는 거치부; 하우징의 일 영역을 관통하며, 이웃하는 궤도 변위측정 센서모듈을 향해 연장되는 변위측정 바; 변위측정 바의 이동에 따라 궤도의 수직방향 변위 및 횡방향 변위를 각각 측정하는 수직변위 측정부 및 횡변위 측정부가 배치된 몸체부;를 포함하고, 수직변위 측정부는 궤도의 복부에서 몸체부를 향하는 방향으로 돌출되는 수직변위 회전축에 거치되어 회동하는 수직변위 디스크를 구비한다.

본 발명의 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈의 횡변위 측정부는 복부와 평행한 방향으로 몸체부에서 돌출되는 횡변위 회전축에 거치되어 회동하는 횡변위 디스크를 구비하며, 변위측정 바의 이동에 따라 횡변위 회전축을 중심으로 몸체부가 회동하여 횡방향 변위를 측정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈의 하우징은 서로 마주보는 위치에 한 쌍의 거치 홈을 구비하며, 변위측정 바는 한 쌍의 거치 홈에 거치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈의 변위측정 바는 일단은 수직변위 회전축에 연결되어 거치 홈 중 어느 하나에 거치되고, 타단은 이웃하는 하우징에 형성되는 타 거치 홈에 거치되며, 궤도의 이동에 따라 수직변위 측정부 및 횡변위 측정부에 이동량을 전달할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈의 거치부는 궤도의 하부 플랜지에서 복부를 향해 연장된 후, 하우징에 체결되어 복부에 전선 수납 영역을 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈을 이용한 시스템은, 궤도의 복부에 일정 간격으로 장착되어 상기 궤도의 변위를 측정하며, 하우징에 수납되는 궤도 변위측정 센서 모듈을 구비한 궤도 변위 측정 시스템으로서, 궤도 변위 측정 구간에 기준점이 되도록 궤도의 복부에 장착되는 기준점 변위측정 센서모듈과, 기준점 변위측정 센서모듈이 설치된 이후부터 일정 간격으로 장착되어 기준점 변위측정 센서모듈에 대한 상대변위를 측정하는 실변위 측정 센서모듈을 구비하는 궤도 변위측정 센서모듈; 및 기준점 변위측정 센서모듈과 실 변위측정 센서모듈의 상대변위를 기 설정된 기준값과 비교하여 분석하는 분석단말기;를 포함하며, 도의 하부 플랜지에 장착되어 궤도 변위측정 센서모듈을 고정시키는 거치부; 하우징의 일 영역을 관통하며, 이웃하는 궤도 변위측정 센서모듈을 향해 연장되는 변위측정 바; 변위측정 바의 이동에 따라 궤도의 수직방향 변위 및 횡방향 변위를 각각 측정하는 수직변위 측정부 및 횡변위 측정부가 배치된 몸체부;를 포함하고, 수직변위 측정부는 궤도의 복부에서 몸체부를 향하는 방향으로 돌출되는 수직변위 회전축에 거치되어 회동하는 수직변위 디스크를 구비한다.

본 발명에 의한 변위측정 센서모듈은 철도 궤도에서 발생하는 횡방향 변위 및 수직방향 변위를 측정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 변위측정 센서모듈은 상시적으로 다수의 계측점을 자동으로 측정할 수 있다.

본 발명에 의한 변위측정 센서모듈을 이용한 시스템은 철도 궤도에서 발생하는 횡방향 변위 및 수직방향 변위를 실시간으로 측정하여 철도 궤도의 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈 및 이를 이용한 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈의 분해 사시도 이다.
도 3은 도 1을 D1에서 바라본 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈 및 시스템을 이용하여 궤도의 횡방향 변위 및 종방향 변위를 측정한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈이 거치부에 연결된 상세도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

본 명세서에서 언급되는 수직방향 변위(V)와 횡방향 변위(H)는 도 1에 도시된 바와 같이, 각각 중력방향으로 발생하는 변위와, 인접하여 마주보도록 배치된 궤도(10)의 수평방향의 변위를 의미한다. 또한, 궤도의 복부라 함은 열차의 하중을 레일의 두부에서 하부 플랜지로 전달하는 부분으로서 수직하게 형성된 부분을 의미할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈 및 이를 이용한 시스템의 개념도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1을 D1에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈 및 이를 이용한 궤도 변위 측정시스템은 궤도(10)의 복부에 일정 간격으로 장착되어 궤도의 변위를 실시간으로 측정하고 발생된 변위를 기준값과 비교하여 궤도의 안정성을 판단하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 궤도 변위측정 센서모듈(100), 거치부(200), 변위측정 바(300), 데이터 로거(400) 및 분석 단말기(500)를 포함한다.

궤도 변위측정 센서모듈(100)은 하우징(110)의 일측면에 예컨대 65cm의 침목 간격을 유지하며 일정간격으로 궤도에 장착되며, 궤도에서 발생하는 수직방향 변위 및 횡방향 변위를 측정할 수 있다.

궤도 변위측정 센서모듈(100)은 하우징(110), 몸체부(120), 수직변위 측정부(130) 및 횡변위 측정부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

하우징(110)은 수직변위 측정부(130) 및 횡변위 측정부(140)가 배치된 몸체부(120)를 수납하며, 외부 환경으로부터 수직변위 측정부(130) 및 횡변위 측정부(140)를 보호할 수 있다. 본 실시예에 따른 하우징(110)은 일측면이 궤도(10)의 복부에 장착되도록 육면체 형상으로 형성되었으나, 하우징(110)의 일측면이 복부의 외측면을 따라 곡률지게 형성되어 하우징(110)에 견고하게 장착될 수도 있다. 하우징(110)은 철도에서 전달되는 진동이나 자연환경의 영향으로 인해 탈락되는 것을 방지하기 위하여 테르밋트(Termit welding) 용접과 같은 특수용접이나 인장력과 충격력을 견딜 수 있는 에폭시(Epoxy) 계열의 특수 접착제를 사용하여 복부에 부착될 수 있다.

하우징(110)에는 한 쌍의 마주보는 거치 홈(111)이 형성될 수 있다. 한 쌍의 마주보는 홈(111)은 후술하는 변위측정 바(300)가 하우징(110)의 일 영역을 관통하는 위치에 형성되는 것으로서, 하우징(110)을 관통하는 관통 위치에 따라 홈(111)의 형성 위치가 변경될 수 있다.

본 실시예에서 홈(111)은 비대칭의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다(도 3 참조). 즉, 홈(111)의 일측면(111a)이 짧게 형성되어 하방향에 위치하고, 홈의 타측면(111b)이 길게 형성되어 상방향에 위치하면, 변위측정 바(300)를 고정부재 없이 중력방향으로 안정적으로 거치할 수 있다. 본 실시예에서는 홈(111)은 비대칭의 V 형상으로 형성되었으나, 고정부재 없이 변위측정 바(300)를 중력방향으로 안정적으로 거치할 수 있는 비대칭 형상이면 이에 제한되는 것은 아니다.

하우징(110)의 하단부에는 전선(20)을 하우징(110) 밖으로 돌출시키기 위한 홀(150)이 마련되며, 홀(150)로 돌출된 전선(20)은 복부에 형성된 전선 수납영역(220)을 따라 전선이 수납되어 연장 형성될 수 있다.

몸체부(120)는 판상으로 형성되어 하우징(110) 내에 수납되고, 하우징(110)이 d2 방향으로 밀착됨에 따라, 궤도의 복부면에 평행하게 배치될 수 있다. 몸체부(120)는 수직변위 회전축(121)과 횡변위 회전축(122)을 구비할 수 있다. 수직변위 회전축(121)은 몸체부(120)의 s1 영역에서 d3방향으로 원통형상으로 돌출 형성될 수 있다. 횡방향 회전축(122)은 몸체부(120)의 s2 영역에서 d4방향으로 원통형상으로 돌출 형상될 수 있다.

몸체부(120)의 s3 영역은 후술하는 수직변위 측정부(130)의 형상과 대응되도록 모따기가 형성될 수 있으며, s3 영역은 라운딩 처리될 수도 있다. 즉 s3 영역은 수직변위 측정부(130)의 외주 형상과 대응되도록 변경될 수 있는 것으로서 그 형상이 제한되지 않는다. 몸체부(120)의 s2 영역은 후술하는 횡변위 측정부(140)가 삽입되어 회전 가능하도록 몸체부(120)의 판상의 일영역이 d4의 역방향으로 절단되도록 형성될 수 있다.

수직변위 측정부(130)는 수직변위 디스크 회전축(132)이 형성된 수직변위 디스크(131)를 구비한다. 수직변위 디스크 회전축(132)은 궤도의 복부에서 몸체부를 향하는 방향으로 돌출되는 수직변위 회전축(121)에 거치된다. 따라서 수직변위 디스크(131)는 후술하는 변위측정 바(300)의 이동에 대해 수직변위 회전축(121)을 중심으로 회전하여 수직변위를 측정할 수 있다. 수직변위 측정부(130)는 수직변위 디스크(131)의 회전에 대한 각도의 변화를 감지할 수 있는 각도 센서일 수 있으며, 각도 변화를 궤도의 수직방향 변위에 대한 길이 단위로 환산하여 수직방향에 대한 변화를 측정할 수 있다. 수직변위 측정부(130)는 변위측정 바(300)의 이동량이 수직변위 디스크(131)에 전달되도록 수직변위 전달부(150)를 구비할 수 있다. 수직변위 전달부(150)는 디스크 회전축(132)에 삽입 관통되고 수직변위 회전축(121)과 연결되어 변위측정 바(300)의 이동에 의한 이동량을 수직변위 측정부(130)에 전달할 수 있다. 수직변위 측정부(130)는 수직방향 변위를 계측할 수 있는 자이로 센서가 적용될 수도 있다.

횡변위 측정부(140)는 횡변위 디스크 회전축(142)이 형성된 횡변위 디스크(141)를 구비한다. 횡변위 디스크 회전축(142)은 복부와 평행한 방향으로 몸체부(120)에서 돌출되는 횡변위 회전축(122)에 거치된다. 따라서 횡변위 디스크(141)는 변위측정 바(300)의 이동에 따라 횡변위 회전축(122)을 중심으로 몸체부(120)가 회동하여 횡방향 변위를 측정할 수 있다. 횡변위 측정부(140)는 횡변위 디스크(141)의 회전에 대한 각도의 변화를 감지할 수 있는 각도 센서일 수 있으며, 각도 변화를 궤도의 횡방향 변위에 대한 길이 단위로 환산하여 횡방향에 대한 변위를 계측할 수 있다. 또한, 횡변위 측정부(140)는 횡변위 측정부(140)의 흔들림을 방지하고, 몸체부(120)가 횡방향으로 회동할 수 있도록 일단이 횡변위 회전축(122)에 삽입되고 타단이 하우징의 일영역에 회전 가능하도록 연결하는 횡변위 연결부(160a, 160b)를 구비할 수 있다. 횡변위 연결부(160a, 160b)는 몸체부(120)에 서로 대칭되도록 형성될 수 있다.

횡변위 측정부(140)는 하우징에 연결 고정되도록 고정부(143)를 구비할 수 있다. 고정부(143)는 횡변위 회전축(131)과 동일한 방향으로 돌출되어 하우징(110)의 내측에 결합될 수 있다. 횡변위 측정부(140)는 횡방향 변위를 계측할 수 있는 자이로 센서가 적용될 수도 있다.

거치부(200)는 궤도의 하부 플랜지(12)에서 복부를 향해 연장된 후, 하우징에 체결되어 궤도 변위측정 센서모듈(100)을 궤도(10)에 일정간격으로 고정 거치할 수 있다. 거치부(200)는 궤도 변위측정 센서모듈(100)이 복부에 위치하도록 배치하여 복부에 전선 수납 영역(220)을 형성할 수 있다. 수납 영역(220)이 형성되면, 하부 플랜지(12)의 일면을 따라 전선(20)을 수납 고정할 수 있어 전선이 외부 환경으로부터 파손되는 것을 방지할 수 있다. 본 실시예에서 거치부(200)에 형성된 센서모듈 연결부(210)는 복부면과 평행하여 하우징(110)의 외측면과 대응되도록 형성되었으나, 센서모듈 연결부(210)의 형상은 하우징(110)의 형상에 따라 변경될 수 있다.

궤도는 철도의 안정적인 주행성과 내구성 유지를 위하여 일반적인 용접이 허용되지 않으며, 볼트체결을 위한 홀을 형성하는 것은 바람직하지 않다. 따라서 하우징(110)과 연결되는 거치부(200)의 타측부는 거치 고정부(220)를 구비할 수 있다. 거치 고정부(220)는 하부 플랜지(12)의 곡률을 따라 상방향으로 일정 각도로 눕혀서 형성된 것이 바람직하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 볼트(221)가 하부 플랜지(12)의 일면을 따라 거치 고정부(220)를 체결하면, 거치부(200)를 상방향으로 끌어 올리는 힘이 작용하여 거치부(200)가 궤도에서 분리되거나 탈락되는 것을 방지할 수 있다.

변위측정 바(300)는 하우징(110)의 일 영역을 관통하며, 이웃하는 궤도 변위측정 센서모듈을 향해 연장된다. 즉 변위측정 바(300)의 일단은 수직변위 회전축(121)에 연결되어 하우징에 형성된 일측 홈(111)에 거치되고, 타단은 이웃하는 하우징에 형성된 타측 홈에 거치될 수 있다. 따라서 변위측정 바(300)는 궤도의 이동에 따라 발생하는 이동량을 수직변위 측정부(130)에 전달할 수 있다. 또한, 변위측정 바(300)의 이동에 따라 몸체부(120)가 횡변위 회전축(122)을 중심으로 회전하게 되어 발생하는 이동량을 횡변위 측정부(140)에 전달할 수 있다.

변위측정 바(300)의 양단은 하우징(110)에 형성된 홈(111)에 용접 등의 방법으로 완전 고정되지 않고 홈(111)에 단순 배치되어 거치되는 바람직하다. 즉, 변위측정 바(300)가 이웃하는 하우징(110)의 일측 단과 타단에 형성된 홈에 거치되도록 배치되면, 변위측정 바(300)는 궤도의 거동에 따라 발생하는 변위를 수직변위 회전축(130)과 횡변위 회전축(140)에 전달할 수 있다. 또한 변위측정 바(300)에 휨이 발생하면, 거치부에서 변위측정 바(300)의 휨 변형을 흡수할 수 있어 변위측정 바(300)의 파손을 방지할 수 있으므로 교체없이 오랫동안 사용할 수 있다.

변위측정 바(300)는 스텐리스의 재질로 형성될 수 있다. 자연 환경에 노출되어도 별도의 방식처리 없이 부식 등을 방지할 수 있어 내구성을 증가시켜 유지관리 비용을 절감할 수 있다. 변위측정 바(300)는 알루미늄 재질로 형성될 수도 있으며 내구성을 증가시킬 수 있는 재질이면 이에 한정되는 것은 아니다.

변위측정 바(300)는 궤도 변위측정 센서모듈의 설치 간격에 따라 길이가 조정될 수 있다. 즉, 궤도 변위측정 센서모듈(100)이 궤도를 따라 침목간격으로 배치되면, 변위측정 바(300)는 이웃하는 하우징에 형성된 홈에 거치될 수 있는 길이로 형성될 수 있다. 궤도 변위측정 센서모듈(100)은 침목 간격보다 더 크게 배치될 수도 있으며, 그 배치 간격에 따라 변경될 수 있는 것으로서 변위측정 바(300)의 길이는 궤도 변위측정 센서모듈(100)의 설치간격에 따라 변경될 수 있다. 따라서 변위측정 바(300)는 궤도 변위측정 센서모듈(100)이 설치된 일정구간에 설치되어 궤도(10)의 전체적인 변위 특성을 파악하여 변위가 많이 발생하는 위험도 구간과 변위가 적게 발생하는 비위험도 구간을 구분하여 위치별로 효과적인 변위 측정과 유지관리 방안 수립이 용이하다.

궤도 변위측정 센서모듈 및 시스템은 기준점 변위측정 센서모듈(110a)과 실변위 측정 센서모듈(100b)을 구비하는 궤도 변위측정 센서모듈(100)과 이를 처리할 수 있는 분석 단말기(500)를 포함할 수 있다(도 1참조). 기준점 변위측정 센서모듈(100a)은 궤도 변위 측정 구간의 기준점이 되도록 궤도의 복부에 장착되며, 변위가 거의 발생하지 않는 위치에 장착되는 것이 바람직하다. 실변위 측정 센서모듈(100b)은 기준점 변위측정 센서모듈(100a)이 설치된 이후부터 일정 간격으로 장착되어 기준점 변위측정 센서모듈(100a)에 대한 상대변위를 측정한다. 즉 실변위 측정 센서모듈(100b)은 철도 궤도 주변에 공사나 위험인자가 존재하여 변위 발생의 우려가 있는 곳에 설치하는 것이 바람직하다.

데이터 로거(400)는 변위측정 센서모듈(100)에서 측정된 계측 데이터를 변위 데이터로 변환하여 무선통신 데이터를 생성하며, 분석 단말기(500)는 무선 데이터를 송신하여 무선 데이터를 기 설정된 기준값과 비교 분석한다.

즉 데이터 로거(400)는 횡변위 측정부(130)부와 수직변위 측정부(140)에 측정된 아날로그 측정신호를 디지털 데이터로 변환하고, 디지털 계측 데이터를 수신하여 메모리에 저장한다. 분석 단말기(500)는 메모리에 저장된 디지털 계측 데이터를 LTE(Long Term Evolution)에 의해 송신하고 이를 기 설정된 값과 비교할 수 있다. LTE는 CDMA과 비교하여 송수신 속도가 빠르므로 계측 데이터를 실시간으로 빠르게 전송하여 계측 구간의 변위상황을 빠르게 확인할 수 있다.

비교 분석된 계측 데이터는 다수의 계측 관련자(즉, 현장 담당자) 및 관리책임자가 인터넷망에 접속된 관리자 컴퓨터를 통하여 분석된 데이터를 확인할 수도 있다. 또한, 분석된 변위 값이 기 설정된 허용변위를 초과하게 될 경우, 변위가 발생한 가장 인접한 위치의 철도 기지국 또는 사업장으로 연락하여 철도의 운행을 일시적으로 중단시켜 철도 사고를 미연에 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈 및 시스템의 일 실시예에 따른 궤도의 횡방향 변위 및 종방향 변위를 나타내는 그래프이다. 도 4a는 궤도의 횡방향 변위를 나타내는 그래프로서 기준점과 센서 21에는 기준점 변위측정 센서모듈(100a)이 설치되고, 센서 2 ~ 센서 20은 기준값과 비교하여 상대변위를 측정하기 위한 실변위 측정 센서모듈(100b)이 설치된다. 도 4b는 궤도의 수직방향 변위를 나타내는 그래프로서 기준점과 센서 20에는 기준점 변위측정 센서모듈(100a)이 설치되고, 센서 2 ~ 센서 19는 기준값과 비교하여 상대변위를 측정하기 위한 실변위 측정 센서모듈(100b)이 설치된다. 따라서 분석 단말기는 설정된 기준점 변위측정 센서모듈(100a)의 값을 기준으로 각각의 위치에서 계측된 실변위 측정 센서모듈(100b)의 계측값으로부터 각 센서의 위치별 변위상태를 실시간으로 확인하여 궤도의 위치별 안전 상태를 실시간으로 확인할 수 있다.

도 4 b를 참고하여 살펴보면, 센서 14와 센서 8에 위치한 곳의 수직변위는 다른 위치보다 변위량이 크게 발생하였다. 따라서 이 구간을 위험도 구간으로 설정하여 집중해서 관리하여 유지관리 대책 등을 사전에 수립하여 집중 호우 등의 위급한 상황에서 철도의 탈선 사고 등을 사전에 예방할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 궤도 변위측정 센서모듈이 거치부에 연결된 상세도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 거치부(200)는 침목(11)에 인접하여 궤도에 장착되어 변위측정 센서 모듈(100)을 침목(11)의 상단에서 궤도의 복부에 위치하도록 배치할 수 있다. 따라서 거치부(200)는 침목(11)의 하면으로부터 복부면을 따라 사선방향으로 연장되어 변위측정 센서 모듈(100)을 거치할 수 있다. 변위측정 센서모듈(100)이 침목(11)의 상단에 위치하게 되면, 궤도에서 발생하는 횡방향 변위 및 수직방향의 변위를 정확하게 측정할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100 : 궤도 변위측정 센서모듈 110 : 하우징
120 : 몸체부 130 : 수직변위 측정부
140 : 횡변위 측정부 200 : 거치부
300 : 변위측정 바 400 : 데이터 로거
500 : 분석단말기

Claims (6)

1. 궤도의 복부에 일정 간격으로 장착되어 상기 궤도의 변위를 측정하며, 하우징에 수납되는 궤도 변위측정 센서모듈에 있어서,
   상기 궤도의 하부 플랜지에 장착되어 상기 궤도 변위측정 센서모듈을 고정시키는 거치부;
   상기 하우징의 일 영역을 관통하며, 이웃하는 궤도 변위측정 센서모듈을 향해 연장되는 변위측정 바;
   상기 변위측정 바의 이동에 따라 상기 궤도의 수직방향 변위 및 횡방향 변위를 각각 측정하는 수직변위 측정부 및 횡변위 측정부가 배치된 몸체부;를 포함하고,
   상기 수직변위 측정부는, 상기 궤도의 복부에서 상기 몸체부를 향하는 방향으로 돌출되는 수직변위 회전축에 거치되어 회동하는 수직변위 디스크를 구비하며,
   상기 횡변위 측정부는, 상기 복부와 평행한 방향으로 상기 몸체부에서 돌출되는 횡변위 회전축에 거치되어 회동하는 횡변위 디스크를 구비하며,
   상기 변위측정 바의 이동에 따라 상기 횡변위 회전축을 중심으로 상기 몸체부가 회동하여 횡방향 변위를 측정하는 특징으로 하는 궤도 변위측정 센서모듈.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은 서로 마주보는 위치에 한 쌍의 거치 홈을 구비하며,
   상기 변위측정 바는 한 쌍의 거치 홈에 거치되는 특징으로 하는 궤도 변위측정 센서모듈.
4. 제3항에 있어서,
   상기 변위측정 바는,
   일단은 상기 수직변위 회전축에 연결되어 상기 거치 홈 중 어느 하나에 거치되고, 타단은 이웃하는 하우징에 형성되는 타 거치 홈에 거치되며,
   상기 궤도의 이동에 따라 상기 수직변위 측정부 및 횡변위 측정부에 이동량을 전달하는 것을 특징으로 하는 궤도 변위측정 센서모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 거치부는 상기 궤도의 하부 플랜지에서 상기 복부를 향해 연장된 후, 상기 하우징에 체결되어, 상기 복부에 전선 수납 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 궤도 변위측정 센서모듈.
6. 궤도의 복부에 일정 간격으로 장착되어 상기 궤도의 변위를 측정하며, 하우징에 수납되는 궤도 변위측정 센서 모듈을 구비한 궤도 변위 측정 시스템에 있어서,
   궤도 변위 측정 구간에 기준점이 되도록 궤도의 복부에 장착되는 기준점 변위측정 센서모듈과, 상기 기준점 변위측정 센서모듈이 설치된 이후부터 일정 간격으로 장착되어 상기 기준점 변위측정 센서모듈에 대한 상대변위를 측정하는 실변위 측정 센서모듈을 구비하는 궤도 변위측정 센서모듈; 및
   상기 기준점 변위측정 센서모듈과 실변위 변위측정 센서모듈의 상대변위를 기 설정된 기준값과 비교하여 분석하는 분석단말기;를 포함하며,
   상기 궤도 변위측정 센서모듈은,
   상기 궤도의 하부 플랜지에 장착되어 상기 변위측정 센서모듈을 고정시키는 거치부;
   상기 하우징의 일 영역을 관통하며, 이웃하는 궤도 변위측정 센서모듈을 향해 연장되는 변위측정 바;
   상기 변위측정 바의 이동에 따라 상기 궤도의 수직방향 변위 및 횡방향 변위를 각각 측정하는 수직변위 측정부 및 횡변위 측정부가 배치된 몸체부;를 포함하고,
   상기 수직변위 측정부는, 상기 궤도의 복부에서 상기 몸체부를 향하는 방향으로 돌출되는 수직변위 회전축에 거치되어 회동하는 수직변위 디스크를 구비하는 것을 특징으로 하는 궤도 변위측정 시스템.
   

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